US-Wissenschaftler greifen lange

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12. Dezember 2022, 9:25 Uhr

Diese Abbildung zeigt ein Zielpellet in einer Hohlraumkapsel, in die Laserstrahlen durch Öffnungen an beiden Enden eintreten. Die Strahlen komprimieren und erhitzen das Ziel auf die für die Kernfusion notwendigen Bedingungen. (Lawrence Livermore National Laboratory über AP)

(Lawrence Livermore National Laboratory über AP)

VON ELLA NILSEN, CNN

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(CNN) – Zum ersten Mal überhaupt haben US-Wissenschaftler an der National Ignition Facility am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien erfolgreich eine Kernfusionsreaktion durchgeführt, die zu einem Nettoenergiegewinn führte – eine mit dem Projekt vertraute Quelle bestätigte dies gegenüber CNN.

Das US-Energieministerium wird den Durchbruch voraussichtlich am Dienstag offiziell bekannt geben.

Das Ergebnis des Experiments ist ein gewaltiger Schritt in einem jahrzehntelangen Bestreben, eine unerschöpfliche Quelle sauberer Energie freizusetzen, die dazu beitragen könnte, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu beenden. Seit Jahrzehnten versuchen Forscher, die Kernfusion wiederherzustellen – die Fusion, die die Sonne antreibt.

US-Energieministerin Jennifer Granholm werde am Dienstag einen „großen wissenschaftlichen Durchbruch“ bekannt geben, teilte das Ministerium am Sonntag mit. Über den Durchbruch berichtete erstmals die Financial Times.

Bei der Kernfusion werden zwei oder mehr Atome zu einem größeren verschmelzen, ein Prozess, der große Energiemengen in Form von Wärme erzeugt.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt waren auf dem Weg zum Durchbruch; Im Februar gaben britische Wissenschaftler bekannt, dass sie den bisherigen Rekord bei der Erzeugung und Aufrechterhaltung der Kernfusion mehr als verdoppelt hätten.

In einer riesigen donutförmigen Maschine namens Tokamak, die mit riesigen Magneten ausgestattet ist, konnten Wissenschaftler in der Nähe von Oxford eine rekordverdächtige Menge an nachhaltiger Energie erzeugen. Trotzdem dauerte es nur 5 Sekunden.

Die Wärme, die beim Verschmelzen der Atome entsteht, ist der Schlüssel zur Energieerzeugung.

Wie CNN Anfang des Jahres berichtete, entstehen bei der Fusion Helium und Neutronen – die eine geringere Masse haben als die Teile, aus denen sie ursprünglich bestanden.

Die fehlende Masse wandelt sich dann in eine enorme Energiemenge um. Die Neutronen, die dem Plasma entkommen können, treffen dann auf eine „Decke“, die die Wände des Tokamaks auskleidet, und übertragen ihre kinetische Energie in Form von Wärme. Diese Wärme kann dann zum Erwärmen von Wasser, zur Dampferzeugung und zum Antrieb von Turbinen zur Stromerzeugung genutzt werden.

Die Maschine, die die Reaktion erzeugt, muss starker Hitze ausgesetzt werden. Das Plasma muss mindestens 150 Millionen Grad Celsius erreichen, zehnmal heißer als der Kern der Sonne.

Die große Herausforderung bei der Nutzung der Fusionsenergie besteht darin, sie lange genug aufrechtzuerhalten, damit sie Stromnetze und Heizsysteme rund um den Globus mit Strom versorgen kann.

Ein britischer Fusionswissenschaftler sagte gegenüber CNN, dass das Ergebnis des US-Durchbruchs vielversprechend sei, aber auch zeige, dass noch mehr Arbeit geleistet werden müsse, um die Kernfusion in die Lage zu versetzen, Strom im kommerziellen Maßstab zu erzeugen.

„Sie haben am Design und Aufbau des Ziels sowie an der Form des Energieimpulses gearbeitet, um viel bessere Ergebnisse zu erzielen“, sagte Tony Roulstone vom Department of Engineering der University of Cambridge gegenüber CNN.

„Das Gegenargument ist, dass dieses Ergebnis meilenweit vom tatsächlichen Energiegewinn entfernt ist, der für die Stromerzeugung erforderlich ist. Daher können wir sagen, dass es ein Erfolg der Wissenschaft ist, aber weit davon entfernt, nützliche Energie bereitzustellen.“

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